JP2008021651A - 触媒が担持されたカーボンナノチューブを用いた太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

触媒が担持されたカーボンナノチューブを用いた太陽電池及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造費用が低廉であって、製造工程が簡素な、高い触媒活性を有する太陽電池と、前記太陽電池を製造する方法を提供する。
【解決手段】光アノード１００と、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層２３０を含むカソード２００と、前記光アノード１００とカソード２００との間に形成された電解質層３００と、を含んで太陽電池を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、触媒が担持されたカーボンナノチューブを用いた、太陽電池及びその製造方法に関するもので、より具体的には、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを用いて、低廉で、かつ簡素な工程を経て製造できる、太陽電池及びその製造方法に関するものである。
近年、直面しているエネルギー問題を解決するために、既存の化石燃料に取って代わる代替エネルギー源について、様々な研究が行われている。特に、いずれ枯渇するであろう石油資源の代わりに、風力、原子力、及び太陽エネルギーなどの自然エネルギーを活用するための研究が広く行われている。
上記のような自然エネルギーのうち、太陽エネルギーは、他のエネルギー源と異なって無限でかつ環境に優しいので、太陽エネルギーを用いた太陽電池が多くの脚光を浴びている。特に、色素増感型太陽電池は、製作費用が顕しく低廉であることから、積極的に検討されつつある。色素増感型太陽電池は、光を吸収して電子を生成及び伝達する光アノードと、光アノードとカソードとの間に位置し、光アノードにイオンを伝達する通路の役割をする電解質層と、任意の外部回路を通して仕事をした後で復帰した電子を、電解質層との固体／液体界面での酸化−還元反応によって伝達するカソードと、を含んで構成される。そのうち、前記カソードは、基板上に触媒層を含んで構成されるが、前記触媒層は、酸化−還元反応を促進する役割をする。そのため、高い触媒活性を有し、製造費用の低廉な材料及び工程が好ましい。従来、前記カソードの触媒層は、透明基板上に高価な白金またはパラジウムなどの金属触媒薄膜を、真空蒸着して形成していた。しかしながら、前記金属触媒薄膜または金属触媒粒子の製造方法は、多量の触媒を用いるとともに、高価な真空設備が必要な真空蒸着工程を経るので、製造費用の面で問題がある。さらに、電解質層との反応表面積が小さいので、触媒活性に限界がある。
特許文献１は、基板及び導電性カーボン層を含むカソードを備えた太陽電池について開示している。前記特許文献１は、カソードに含まれる触媒層を、導電性カーボンで形成することで、反応表面積の増大、製造費用の低廉化、及び製造工程の簡素化などを達成しようとする。しかしながら、前記特許文献１のカソードは、カーボンのみを触媒として用いているので、金属粒子を触媒として用いる場合に比べると、反応性が著しく低下するのが欠点である。
一方、特許文献２は、ナノメートルサイズの繊維状カーボンでカソードを形成した太陽電池について開示している。前記特許文献２の太陽電池は、白金薄膜を形成した太陽電池に比べて、変換効率が低い。
米国特許出願公開第２００５／９２３５９号明細書 特開２００４−１１１２１６号公報
本発明の目的は、上述した問題点を解決するためのもので、製造費用が低廉であって、製造工程が簡素な、高い触媒活性を有する太陽電池を提供することである。
本発明の他の目的は、前記太陽電池を製造する方法を提供することである。
上述した目的を達成するための、本発明の実施形態の一は、光アノードと、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層を含むカソードと、前記光アノードと前記カソードとの間に形成された電解質層と、を含む太陽電池に関するものである。
上述した目的を達成するための、本発明の他の実施形態は、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ溶液をコーティングして、基板上にカーボンナノチューブ層を形成し、カソードを製造する段階と、前記カソードに対向して光アノードを位置させる段階と、前記カソードと前記光アノードとの間に電解質層を形成する段階と、を含む太陽電池の製造方法に関するものである。
本発明は、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを用いてカソードを製造するため、製造費用が低廉、及び製造工程が簡素であり、並びに電解質層との接触面積の増大、及び導電性の向上によって触媒活性が改善された、太陽電池を提供できるという効果がある。
以下、本発明を図面に基づいてより詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る、太陽電池の構造を示した模式図である。光アノード１００と、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層２３０を含むカソード２００と、前記光アノードと前記カソードとの間に形成された電解質層３００と、を含む。なお、本発明の太陽電池は色素増感型でありうる。従来のカソードは、金属触媒自体が透明基板上にスパッタ法または真空蒸着により形成されていたので、製造費用が高く、製造工程が複雑であり、さらに、反応表面積が小さいことから触媒活性が低いという問題点があった。しかし、本発明では、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを用いてカソードを形成することで、上述した従来の問題点を解決した。すなわち、本発明は、前記カーボンナノチューブにナノサイズの金属触媒粒子が担持された、担持金属触媒を用いるので、少量の金属であっても、広い表面積を有する電極を、常温溶液工程で容易に製造することができる。よって、製造費用が低廉、及び製造工程が簡素であり、並びにカーボンナノチューブの優れた比表面積、及び導電性によって、製造された太陽電池の効率も優れている。
本発明に用いられるカーボンナノチューブの直径は、好ましくは１〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは１〜１０ｎｍであるが、これに制限されることはない。ここでいうカーボンナノチューブの直径とは、カーボンナノチューブの外径を意味する。
前記カーボンナノチューブの長さは、好ましくは１００ｎｍ〜３μｍであり、より好ましくは１００ｎｍ〜２μｍであり、比表面積を考慮したとき、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１μｍであるが、これに制限されることはない。
前記カーボンナノチューブは、多層、二層または単層構造のあらゆる種類を含みうるが、これらを単独にまたは２種類以上混合して用いることも可能である。この際、多層のカーボンナノチューブの、層の数は、好ましくは３〜２０層であるが、これに制限されることはない。
前記カーボンナノチューブの比表面積は、好ましくは５０〜１０００ｍ２／ｇであり、より好ましくは２００〜１０００ｍ２／ｇであり、さらに好ましくは５００〜１０００ｍ２／ｇであるが、これに制限されることはない。ここでいう前記カーボンナノチューブの比表面積は、窒素吸着量から計算するＢＥＴ法によって測定できる。
前記カーボンナノチューブの表面抵抗は、好ましくは０．０１〜１００Ω／ｃｍ２であり、より好ましくは０．０１〜１０Ω／ｃｍ２であり、さらに好ましくは０．１〜１Ω／ｃｍ２であるが、これに制限されることはない。ここでいう前記カーボンナノチューブの表面抵抗は、カーボンナノチューブを圧縮して塊状にし、その塊状カーボンナノチューブの抵抗を測定することにより、求めることができる。
本発明に用いられる、前記カーボンナノチューブに担持される金属触媒粒子は、特に制限はないが、例えば、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、セレン（Ｓｅ）、スズ（Ｓｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、これらの少なくとも１つを含む混合物、及びこれらの少なくとも１つを含む合金からなる群から選択されうる。
前記金属触媒粒子は、太陽電池のカソードの触媒層に用いられるので、好ましくは白金または白金を含有する合金を含む。この際、白金の含有比率は１〜１００％でありうり、含有率１００％とは白金のみを意味する。
前記金属触媒粒子の平均粒子径は、過度に小さいと、触媒反応を促進できない恐れがあり、過度に大きいと、金属触媒粒子全体の反応表面積が減少して活性が減少しうる。上記の点を考慮すると、前記金属触媒粒子の平均粒子径は、好ましくは１〜１０ｎｍであり、より好ましくは１〜５ｎｍであり、さらに好ましくは１〜２ｎｍであるが、これに制限されることはない。ここでいう前記金属触媒粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定することができる。
前記カーボンナノチューブと前記金属触媒粒子を用いて、本発明の担持金属触媒を製造する方法には、含浸法、沈殿法、コロイド法などの公知の様々な方法を含みうる。
前記カーボンナノチューブに担持されている前記金属触媒粒子の含量は、当業者の適切な判断によって自由に調節可能であるが、前記担持金属触媒中の金属触媒粒子の含量が少な過ぎると、触媒反応を促進できない恐れがあり、前記担持金属触媒中の金属触媒粒子の含量が多過ぎると、製造費用の面からしても好ましくなく、金属触媒粒子全体の反応表面積が減少して活性が低下しうる。上記の点を考慮すると、前記カーボンナノチューブ及び前記金属触媒粒子の総質量に対して、好ましくは０．１〜８０質量％であり、より好ましくは５０〜８０質量％であり、さらに好ましくは５０〜７０質量％であるが、これに制限されることはない。
本発明の好ましい実施形態に係る、色素増感型太陽電池は、導電性物質２２０がコーティングされた透明基板２１０上に、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層２３０が形成されてなるカソード２００を含む。
具体的には、カソード２００は、金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを有機溶媒中に均一に分散させ、スラリー組成物またはペースト組成物を製造した後、これを通常の常温溶液工程によって、導電性物質２２０がコーティングされた透明基板２１０上にコーティングすることで形成されうる。
上記のように、本発明は、ナノサイズの金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを用いて、通常の常温溶液工程によって、カソード２００を形成するので、製造費用が低廉で、製造工程が簡素である。
この際、前記有機溶媒には、通常の有機溶媒を制限なしに用いることができ、具体的には、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラブチルアセテート、ｎ−ブチルアセテート、ｍ−クレゾール、トルエン、エチレングリコール（ＥＧ）、γ−ブチロラクトン、ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）が挙げられ、これらは単独に、または組み合わせて用いることができる。
前記カーボンナノチューブのスラリー組成物またはペースト組成物には、通常のバインダー樹脂、粘度調節剤、発泡剤、分散剤、充填剤などの他の添加剤も用いることができ、具体には、Ｅｌｖａｃｉｔｅ（登録商標）、グラスフリット、エチレングリコール、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などがあり、粘度調節剤としては、テルピネオール、フタル酸ジオクチル、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
常温溶液工程の具体例としては、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーンプリンティング法、ドクターブレード法、インクジェット法、及び電気泳動法からなる群から選択される、少なくとも１つのコーティング方法が用いられうるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
前記透明基板２１０には、ガラス基板またはプラスチック基板を用いることができる。導電性を改善するために、前記透明基板には、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３などの導電性物質２２０がコーティングされた透明基板２１０を用いることがより好ましい。
本発明の実施形態に係るカソードは、製造費用が低廉で、製造工程が簡素であるとともに、電解質層との接触表面積が拡大されて高い触媒活性を示し、優れた導電性を有するので、これを太陽電池に応用する場合、改善した電子伝達性能によって優れた光電効率を示すようになる。
また、本発明の好ましい実施形態に係る色素増感型太陽電池に含まれる光アノード１００は、透明基板１１０上に導電性物質１２０をコーティングして形成した透明電極に、多孔性の金属酸化物をコーティング及び焼成し、金属酸化物膜１３０を形成した後、これを、色素１４０を含む溶液に所定の時間含浸させ、前記金属酸化物膜１３０の表面に色素１４０を吸着させることで形成されうる。
この際、前記透明基板１１０には、本発明の好ましい実施形態に係るカソードについての説明で述べたものと、同様の基板を用いることができる。
前記金属酸化物膜１３０は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化スズ、酸化亜鉛、及びこれらの少なくとも１つを含む混合物からなる群から選択されうるが、これら限定されることはない。
また、前記金属酸化物のコーティング方法は、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーンプリンティング法、ドクターブレード法、インクジェット法、及び電気泳動法からなる群から選択されうるが、これらに限定されることはない。
前記色素１４０は、太陽電池分野で通常使用されるものを制限なしに用いることができ、具体的には、ルテニウム錯体；ローダミンＢ、ローズベンガル、エオシン、エリスロシンなどのキサンチン系色素；キノシアニン、クリプトシアニンなどのシアニン系色素；フェノサフラニン、カプリブルー、チオシン、メチレンブルーなどの塩基性色素；クロロフィル、亜鉛ポルフィリン、マグネシウムポルフィリンなどのポルフィリン系化合物；アゾ色素；フタロシアニン化合物；ルテニウムトリスビピリジルなどの錯体；アントラキノン系色素；多環キノン系色素；などを単独でまたは混合して用いることができる。
本発明の好ましい実施形態に係る色素増感型太陽電池に含まれる電解質層３００は、電解液を含み、例えば、ヨウ素のアセトニトリル溶液、Ｎ−メチル−２−ピロリジン（ＮＭＰ溶液）、３−メトキシプロピオニトリルなどが用いられうるが、これらに限定されることなく、ホール輸送機能を有するものであれば制限なしに用いることができる。
本発明の実施形態に係る色素増感型太陽電池の製造方法は、より具体的に説明すると、基板上に金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを含む溶液をコーティングして、カーボンナノチューブ層を形成し、カソードを製造する段階と、前記カソードに対向して光アノードを位置させる段階と、前記カソードと光アノードとの間に電解質層を形成する段階と、を含む。
この際、前記カーボンナノチューブ層は、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーンプリンティング法、ドクターブレード法、インクジェット法、及び電気泳動法からなる群から選択される、少なくとも１つのコーティング方法で形成されうる。
また、前記カーボンナノチューブ層の形成後、カーボンナノチューブを活性化する段階をさらに含みうる。前記カーボンナノチューブを活性化する段階では、従来公知の方法を使用でき、例えばテープ活性化法、プラズマ活性化法、化学エッチング法などを用いることができる。
以下、本発明の好適な実施形態をより詳しく説明するが、この実施例は、説明の目的のためのものに過ぎず、本発明の技術的範囲を制限するものと解してはならない。
［白金粒子が担持されたカーボンナノチューブの製造］
＜製造例１＞
エチレングリコール２０ｇに、０．９４２２ｇのＨ２ＰｔＣｌ６を入れて溶解させた。これとは別途に、０．２５ｇの単層カーボンナノチューブ（ＣＮＩ社製、６０１Ｂ、直径１〜１．２ｎｍ、長さ１〜３μｍ、比表面積７００〜８００ｍ２／ｇ、表面抵抗０．０５〜０．５Ω／ｃｍ２）に、１００ｇの水、及び８０ｇのエチレングリコールを入れて分散させた。製造されたカーボンナノチューブを含む溶液を前記製造された白金を含む溶液に加え、ＮａＯＨを用いてｐＨを１１に調節した後、温度を１０５℃で２時間放置し、１１０℃で１時間放置して白金の還元、及び含浸法による白金の担持を行った。この際、白金の還元反応の収率は≧９０％であり、白金粒子が担持される収率は≧７０％であった。反応が完了した後、反応溶液を遠心分離して水で洗浄し、遠心分離された白金が担持されたカーボンナノチューブを凍結乾燥した。図２は、白金粒子が担持されたカーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。
［カソードの製造］
＜製造例２＞
製造例１で製造された０．５５ｇの白金が担持されたカーボンナノチューブ、０．５ｇのグラスフリット、１４ｇのＥｌｖａｃｉｔｅ（登録商標）（ｐｏｌｙ（ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）（ＰｉＢＭＡ））、１５ｇのテルピネオールを混合した後、３−ロールミルで３０分間分散させてペーストを製造した。このペーストを、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）がコーティングされたガラス基板にコーティングした後、７０℃で３０分間乾燥した。次に、４３０℃で２０分間、窒素雰囲気で焼成した後、表面処理を行ってカソードを製造した。
＜製造例３＞
前記製造例２で、プラズマ活性化法によって、コーティングされたカーボンナノチューブを活性化する段階をさらに行ったことを除けば、上記の製造例２と同様の方法でカソードを製造した。
［太陽電池の製造］
＜実施例１＞
ガラス基板上にスパッタを用いてフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）をコーティングした後、粒径２０ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子のペーストをスクリーンプリンティング法でコーティングし、４５０℃で３０分間焼成して、厚さ約１５μｍの多孔性のＴｉＯ２膜を製作した。次いで、前記ＴｉＯ２膜が形成された前記ガラス基板を０．３ｍＭ濃度のルテニウムジチオシアネート−２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボキシレートを含む溶液に２４時間含浸した後に乾燥させ、前記色素をＴｉＯ２層の表面に吸着させることで、光アノードを製造した。
次に、前記光アノードと前記製造例２で得られたカソードとを組み立てた。この際、前記光アノードと前記カソードとの間に、ＳＵＲＬＹＮ（登録商標）（Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）からなる厚さ約２５μｍの高分子を配置した。これを、約２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）の圧力を加えながら、加熱板上で２５℃から２．３℃／分の速度で１０５℃に昇温後、同温度で２時間放置、さらに、１．６７℃／分の速度で１１０℃に昇温後、同温度で１時間放置、その後、５℃／分の速度で２５℃まで冷却することにより、二つの電極を密着させた。
その後、前記二つの電極の表面に形成された微細穴を通して、前記二つの電極間の空間に電解液を充填し、本発明に係る色素増感型太陽電池を完成した。前記電解液として、０．６Ｍの１，２−ジメチル−３−オクチル−イミダゾリウムイオジド、０．２ＭのＬｉＩ、０．０４ＭのＩ２及び０．２Ｍの４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン（ＴＢＤ）をアセトニトリルに溶解させたＩ３−／Ｉ−の電解液を用いた。
＜実施例２＞
カソードとして、製造例３で製造されたものを用いたことを除けば、上記の実施例１と同様の方法で実施した。
＜比較例＞
カソードとして、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）がコーティングされたガラス基板上に、白金を２００ｎｍ蒸着させて形成したものを用いることを除けば、上記の実施例１と同様の方法で実施した。
［太陽電池の特性評価］
上記の実施例１、２及び比較例で製造した光電池の光電効率を測定するために、光電圧及び光電流を測定した。光源としては、キセノンランプ（Ｘｅｎｏｎ ｌａｍｐ、Ｏｒｉｅｌ、０１１９３）を使用し、前記キセノンランプの太陽条件（ＡＭ１．５）は、標準太陽電池（Ｆｕｒｎｈｏｆｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｏｌａｒｅ Ｅｎｇｅｒｉｅｓｓｙｓｔｅｍｅ、Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．Ｃ−ＩＳＥ３６９、Ｔｙｐｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ：Ｍｏｎｏ−Ｓｉ＋ＫＧフィルタ）を使用して補正した。測定された光電流−電圧曲線から計算された電流密度（Ｉｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）及び充填係数（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ、ＦＦ）を下記の光転換効率計算式によって計算した光電効率ηｅを、下記の表１に示した。
ηｅ＝（Ｖｏｃ・Ｉｓｃ・ＦＦ）／（Ｐｉｎｃ）
上記の式で、Ｐｉｎｃは、１００ｍＷ／ｃｍ２（１ｓｕｎ）を示す。
結果を下記の表１に示す。
上記の表１から分かるように、白金が担持されたカーボンナノチューブを用いてカソードを形成した場合、白金蒸着法によってカソードを形成した場合に比べて優れた光電効率を示す。
本発明の太陽電池及び該製造方法は、例えば太陽光発電といった光電変換関連技術分野に効果的に適用可能である。
本発明の好ましい実施形態に係る太陽電池の構造を示す模式図である。 本発明の製造例１によって製造された白金粒子が担持されたカーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
符号の説明
１００ 光アノード
１１０，２１０ 透明基板
１２０，２２０ 導電性物質
１３０ 金属酸化物膜
１４０ 色素
２００ カソード
２３０ 金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層
３００ 電解質層

Claims (16)

  1. 光アノードと、
    金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブ層を含むカソードと、
    前記光アノードと前記カソードとの間に形成された電解質層と、
    を含む太陽電池。
  2. 前記光アノードが、
    透明基板と、
    前記透明基板上に形成された透明電極と、
    前記透明電極上に形成された金属酸化物層と、
    前記金属酸化物層に吸着された色素と、
    を含んで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記カーボンナノチューブの直径が、１〜１００ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池。
  4. 前記カーボンナノチューブの長さが、１００ｎｍ〜２μｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
  5. 前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、及びこれらの少なくとも１つを含む混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
  6. 前記カーボンナノチューブの比表面積が、５０〜１０００ｍ２／ｇであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
  7. 前記カーボンナノチューブの表面抵抗が、０．０１〜１００Ω／ｃｍ２であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
  8. 前記金属触媒粒子が、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、セレン（Ｓｅ）、スズ（Ｓｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、これらの少なくとも１つを含む混合物、及びこれらの少なくとも１つを含む合金からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池。
  9. 前記金属触媒粒子が、白金（Ｐｔ）または白金を含有する合金を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
  10. 前記金属触媒粒子が、１〜１０ｎｍの平均粒子径を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池。
  11. 前記カーボンナノチューブに担持されている前記金属触媒粒子の含量が、前記カーボンナノチューブ及び前記金属触媒粒子の総質量に対して、０．１〜８０質量％であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池。
  12. 前記カーボンナノチューブ層が、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーンプリンティング法、ドクターブレード法、インクジェット法、及び電気泳動法からなる群から選択される、少なくとも１つのコーティング方法で形成されてなることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池。
  13. 前記透明基板が、ガラス基板またはプラスチック基板であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池。
  14. 金属触媒粒子が担持されたカーボンナノチューブを含む溶液をコーティングして、基板上にカーボンナノチューブ層を形成し、カソードを形成する段階と、
    前記カソードに対向して光アノードを位置させる段階と、
    前記カソードと前記光アノードとの間に電解質層を形成する段階と、
    を含む太陽電池の製造方法。
  15. 前記カーボンナノチューブ層が、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーンプリンティング法、ドクターブレード法、インクジェット法、及び電気泳動法からなる群から選択される、少なくとも１つのコーティング方法で形成されてなることを特徴とする、請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
  16. 前記カーボンナノチューブ層の形成後、前記カーボンナノチューブを活性化する段階をさらに含む、請求項１４または１５に記載の太陽電池の製造方法。
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